CN102536918A - 风机装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于气体的风机装置。风机装置包括具有风机壳(2)的风机(1)；在风机壳(2)中形成至少一个气体入口和气体出口，气体出口与至少一个气体入口流体连通；以及至少一个旋转驱动式风机轮(4)，其布置在风机壳(2)中用于将气体从至少一个气体入口输送至至少一个气体出口。此外，风机装置具有至少一个消音器装置(7)，消音器装置具有至少一个气体引导部件(24)，其中，至少一个气体引导部件(24)包括多个消音器口(25)。至少一个消音器装置(7)还包括至少一个消音器腔，消音器腔与消音器口(25)流体连通并至少部分地布置在至少一个气体引导部件(24)之后。

Description

风机装置

本发明涉及用于气体的风机装置，特别涉及侧通道风机装置。

风机在现有技术中是众所周知的。风机一般用于输送气体，在输送过程中还将气体在风机中进行压缩。风机的运行通常与显著的噪声水平相关联。一般而言，要降低运行的噪声水平需使用具有填充材料的吸收消音器。泡沫材料、矿物棉和/或金属棉可用作填充材料。所述已知吸收消音器仅可在用于输送化学安全的气体(例如空气)的风机中使用。

此外，现有技术公开了具有亥姆霍兹共振器(Helmholtz resonator)的风机装置，其减弱了音调声音成分。所述风机装置的生产是非常昂贵的。

因此，本发明要解决的问题是提供具有至少一个消音器装置的风机装置，其一方面能够进行极有效的宽带声降，另一方面还能够输送化学危险气体。此外，还建立了生产成本很低的风机装置。

上述问题根据本发明通过权利要求1给出的特征来解决。本发明的核心在于至少一个消音器装置包括至少一个气体输送部件，气体输送部件包括多个用于引导气体的消音器口和至少一个消音器腔，至少一个消音器腔至少部分侧向布置在至少一个气体引导部件之后。

在风机的运行过程中，位于至少一个气体引导部件中的消音器口中的气体与至少一个消音器腔中的气体容积作为声量弹簧系统(acoustic mass spring system)相互作用，这导致极高程度的降噪。

通过使消音器口具有合适的尺寸，在消音器口中发生层状的声学摩擦效应，该效应进一步改进了声降。

由至少一个气体引导部件限定的气流通道中声压的瞬时增加导致流至至少一个侧向相邻的消音器腔的气体的延时流入。通过随后的气流通道中的压力降低，消音器腔中的气体体积膨胀返回气体引导通道。这样导致了有利的压力均衡或随着部分声消除的部分波补偿。

至少一个消音器装置没有填充材料，从而使风机装置还适用于输送化学临界气体、输送氧气和/或臭氧。因此，风机装置可以非常低的成本来生产。

至少一个气体引导部件可由金属材料制造。至少一个气体引导部件可由拉伸金属、金属网、金属织物或冲孔的金属片制造。然而，至少一个气体引导部件还可由玻璃纤维或烧结材料来制造。

如果消音器口是微开口则是有利的。优选地，消音器口的口宽度在0.05mm至1mm之间，更优选地在0.1mm至0.4mm之间。有利地，消音器口的口面积与气体引导部件的总面积之间的比率为0.05％至10％，更优选地为1％至5％。优选地，各个消音器口分别为细长形，例如细长的矩形，矩形的延伸方向与流经的气体主流向或气体引导部件的延伸方向垂直。

如果气体引导部件的厚度在0.1mm至1mm之间，更优选地在0.3mm至0.7mm之间，则被证明是有利的。

其它有利的实施方式将在从属权利要求中描述。

通过根据权利要求2的实施方式，特别有效的声降能够作为待降低的频率范围的函数。分隔壁彼此之间的间隔优选地选为待降低的频率范围的函数。优选的间隔e可通过下列公式进行计算：

e＝42500/f

间隔e的单位为毫米，而待降低的频率范围f以Hz来测量。分隔壁彼此之间的间隔e可以是规则的。

在根据权利要求3的风机装置中，分隔壁彼此之间具有不规则或不均匀的间隔。优选地，在这种情况下，没有或几乎没有任何所选间隔的重复。在这种情况下，可以很好地避免噪声的周期性发展。

根据权利要求4的实施方式提供了极高程度的声降。

根据权利要求5的实施方式导致附加的消音器部件，其可以特别容易且低成本地生产。附加的消音器部件另外提供了非常高程度的降噪。优选地，附加的消音器管的截面为圆环状。

根据权利要求6的实施方式能够将来自气体出口的噪声特别有效地降低。可替换地，消音器装置还可以首先连接至管端，然后管端直接连接至气体出口。

根据权利要求7的实施方式提供了封闭的、优选为分离的消音器装置。应注意的是，气体引导部件与消音器壳之间的间隔确定有效的降噪频率范围的有效程度。较大的间隔导致降噪开端移至较低的频率。对于5mm至35mm之间、优选地15mm至20mm之间的间隔来说，有利的降噪比率产生在800Hz至4000Hz之间。对于给出的间隔，在800Hz至4000Hz之间的频率范围可实现极高水平的声降。

根据权利要求8的气体引导部件可以非常低的成本且非常容易地生产。它还能够进行特别高程度的声降。如果气体引导部件具有圆环状截面，则是有利的。

以下为声流阻的最优值：

-W(通过气体引导管壁/垂直于气体引导管的气体速度(在气体引导管的前部所测量的)的压力损失)＝Dp/(0.05m/s)＝500至1500Pas/m，其中值“0.05m/s”为参考速度；以及

-压力损失系数(＝2*通过气体引导管壁的压力损失/(气体密度*气体引导管前的气体速度(垂直)的平方))＝3000至7000

根据权利要求9至11的实施方式描述了优选的装置。

根据权利要求12，气体引导管沿其纵向延伸改变其截面。在这种情况下，气体引导管可将其原则上的截面形状和/或其截面面积或尺寸改变。

在根据权利要求13的实施方式中，可替换地，气体引导管将其截面改变。因此，气体引导管具有彼此交替的波谷和波峰。

根据权利要求14，气体引导管将其口宽度持续地改变。优选地，气体引导管设计为中空截锥体。气体引导管可以气体主流向或与气体主流向相反的方向将其口宽度扩展。可替换地，突然的改变也是可能的。

根据权利要求15，气体引导部件布置在风机壳中。此外或可替换地，可提供连接至气体出口的消音器装置。如果所述气体引导部件设计为挡壁则是有利的。

下面将参照附图通过优选的实施方式来对本发明进行描述。

图1示出根据本发明的风机装置的立体图，该风机装置包括风机和部分剪切的第一消音器装置；

图2示出图1所示的风机移除壳盖的立体图；

图3示出图2所示的风机的截面；

图4示出图1所示的部分剪切的第一消音器装置的立体图；

图5示出根据本发明的第二实施方式的第一消音器装置的纵向截面；

图6示出根据本发明的第三实施方式的第一消音器装置的纵向截面；

图7示出根据本发明的第四实施方式的第一消音器装置的纵向截面；

图8示出根据本发明的第五实施方式的第一消音器装置的纵向截面；

图9示出根据本发明的第六实施方式的第一消音器装置的纵向截面；以及

图10示出根据本发明的第七实施方式的第一消音器装置的纵向截面。

图1中完整示出的风机装置包括风机1，风机1具有风机壳2和驱动马达3，驱动马达3法兰连接地安装在风机壳2的端面上。风机1还具有布置在风机壳2中的风机轮4，风机轮在图2和图3中示出并包括多个风机轮叶片5。风机轮4由驱动马达3驱动旋转。风机轮叶片5位于气体通道6中，气体通道6至少部分地由风机壳2限定。

在风机壳2中设置了气体入口(图中未示出)和气体出口(图中未示出)，气体入口和气体出口与气体通道6流体连通。第一消音器装置7连接至气体出口，而气体入口的上游布置了传统的进料管8。

风机1设计为侧通道风机，所以气体通道6为侧通道。

在风机1的运行过程中，驱动马达3使风机轮4以箭头9所指的方向转动。扫过气体入口的风机轮叶片5通过进料管8和入口将待输送的气体吸入气体通道6。风机轮叶片5使位于气体通道6中的气体以箭头9所指的方向加速，箭头9还可表示为运输箭头。在这种情况下，气体封闭在由相邻的风机轮叶片5限定的小室内。在转动结束时，风机轮叶片5通过气体出口将气体推出气体通道6并进入第一消音器装置7。中断器(图中未示出)阻止由风机轮4运输的气体在气体通道6内部从气体出口进一步向气体入口运输。第一消音器装置7降低排出气体出口的气体的噪声。

风机壳2包括壳体10和壳盖11，壳体10和壳盖11一同封闭风机轮4。驱动马达3法兰连接地连接在壳体10的后侧上。驱动马达包括旋转驱动的驱动马达轴(图中未示出)，该轴与风机轮4转动地连接。

风机4设计为盘状。风机4包括内风机轮毂12，内风机轮毂12具有中心圆毂孔13。风机轮毂12由内轮毂底座14和圆环状的轮毂盘15构成，内轮毂底座14从外部径向地限定毂孔13，轮毂盘15与内轮毂底座14径向连接。此外，风机轮4包括径向的外部支撑环16，外部支撑环16从外部与轮毂盘15连接并从侧面与轮毂盘部分重叠。支撑环16支撑以圆周方向分布的径向突出的多个风机轮叶片5。风机轮叶片5彼此之间具有角间距。

中心圆毂孔13用于安装驱动马达轴。要将扭矩从驱动马达轴传递至风机轮毂12以使风机轮4围绕纵向中轴线17转动，需在驱动马达轴与轮毂底座14之间设置传统的销连接。

气体通道6围绕纵向中轴线17环状延伸。这通过壳体10和壳盖11来侧向限定。在气体通道6中设置了第二消音器装置18。第二消音器装置18包括气体引导部件19，其将气体通道6分为气流通道20和消音器腔21。风机轮叶片5位于气流通道20中。气流通道20行进至与壳盖11邻近，而消音器腔21侧向邻近气流通道20或位于气流通道20之后。气流通道20由壳盖11和气体引导部件19限定，在外部由壳体10径向地限定。因此，气体引导部件19与壳盖11相对。

因此，气体引导部件19在气体通道6中形成挡壁并围绕纵向中轴线17呈环状行进。气体引导部件19设计为其截面呈圆弧状弯曲。气体引导部件19从其边缘向其远离壳盖11的中心区域行进。

在气体引导部件19中布置了多个消音器口22，消音器口22在气流通道20与消音器腔21之间产生流体连通。消音器腔21通过分隔壁23彼此分离，分隔壁23沿气流通道20中的气体主流向彼此前后布置。消音器腔21也以气流通道20中的气体主流向彼此前后布置。分隔壁23与壳体10直接连接并基本上以径向方向行进。

第一消音器装置7包括气体引导部件24，气体引导部件24为管状的并且截面为圆环状。从气体出口排出的气体轴向流动通过气体引导部件24。气体引导部件24在其壁中具有多个侧向的消音器口25。气体引导部件24布置在消音器壳26中并从外部限定气流通道27，气流通道27通过消音器口25与消音器腔28流体连通。消音器腔28由消音器壳26从外部限定并侧向地布置在气流通道27之后。消音器腔28的截面为圆环状的。

消音器腔28由分隔壁29彼此分离，分隔壁29彼此基本平行地行进并且彼此之间具有相同的间隔。消音器腔28沿气体引导部件24中的气体主流向彼此前后布置。消音器腔28由两个相邻的分隔壁29、气体引导部件24和消音器腔26限定。消音器腔28沿纵向中轴线17的方向侧向布置在气流通道20之后。

气体引导部件24同轴地布置在消音器壳26中。气体引导部件24具有纵向中轴线31，其与消音器壳26的纵向中轴线32一致。消音器腔28垂直于纵向中轴线31侧向地布置在气体引导部件24之后。

在风机1的运行过程中，气体主要沿气流通道20以箭头9所指的方向流动。气体经过气流通道20穿过独立的消音器腔21，消音器腔21沿气流通道20中的气体主流向彼此前后布置。一部分气体垂直于气体主流向而流动，并穿过气体引导部件19中的消音器口22，从而到达侧向布置在气流通道20之后的相应的腔21。然后，所述气体可流过各个消音器腔21的消音器口22回到气流通道20中。

从气体出口排出的气体通过气流通道27的入口进入并经过气流通道27，主要通过独立的消音器腔28，消音器腔28以气体主流向或纵向中轴线31的方向前后布置。一部分气体垂直于气体主流向流动，并通过消音器口25进入侧向布置在气流通道27之后的消音器腔28。所述气体可从相应的消音器腔28通过消音器口25流回至气流通道27。分隔壁29可具有螺口30。气体通过与入口相对的气流通道27的出口离开气流通道27。

下面将参照图5描述根据本发明的第二优选实施方式的第一消音器装置，第一消音器装置用参考数字7a表示。这里用与第一实施方式中相同的附图标记来表示相同的部件。结构不同但功能相似的部件用相同的附图标记附加“a”来表示。与根据图1至图4的第一消音器装置7相比较，根据图5的消音器装置7a具有更多的分隔壁29，优选地具有远多于第一消音器装置7的分隔壁29，消音器装置7和7a具有相同的轴线长度。因此，分隔壁29在纵向中轴线31或32的方向上彼此之间的间隔小于第一实施方式中的间隔，因此导致轴向较短的消音器腔28a。分隔壁29彼此之间的间隔也为常数。

下面将参照图6对消音器装置的第三实施方式进行描述，消音器装置用参考数字7b表示。与图1至图4所示的第一消音器装置7相比较，这里的分隔壁29在纵向中轴线31或32的方向上彼此之间具有不规则或不均匀的间隔。因此，消音器腔28b在纵向中轴线31或32的方向上具有不同长度。消音器腔28b可具有与不同消音器腔28b的轴向长度的倍数相对应的轴向长度。

下面将参照图7对消音器装置的第四实施方式进行描述，消音器装置用参考数字7c表示。消音器装置7c与根据第一实施方式的消音器装置7的不同之处在于，气体引导装置24偏心地布置在消音器壳26中。因此，气体引导装置24的纵向中轴线31并不与消音器壳26的纵向中轴线32一致。气体引导部件24也设计为管状。

下面将参照图8对消音器装置的第五实施方式进行描述，消音器装置用参考数字7d表示。消音器装置7d具有管状的气体引导部件24d，气体引导部件24d设计为中空截锥形式。气体引导部件24d的截面面积持续变化。气体引导部件24d的第一端处的截面面积可以是相对的第二端的截面面积的倍数。截面面积可例如由2至10之间的因子而改变，优选地在4至8之间。

图9示出根据第六实施方式的消音器装置7e，其具有管状气体引导部件24e，管状气体引导部件24e的壁设计为波状。因此，波状的壁具有彼此交替的波峰33和波谷34。波峰33或波谷34在纵向中轴线31的方向上彼此前后布置。

在图10示出的根据第七实施方式的消音器装置7f中，管状的气体引导部件24在附加的消音器部件35中行进，消音器部件35设计为管状的并具有圆环状截面。消音器部件35具有纵向中轴线36，其与纵向中轴线31或32一致。附加的消音器部件35设计为与气体引导部件24基本相似。附加的消音器部件35还具有多个消音器口25。

应理解，独立的消音器装置7至7f的替换组合是可能的。这特别地涉及分隔壁29的布置以及气体引导部件24、24d、24e的设计或定位。

消音器装置可在不同的风机中使用，例如轴向通道风机、径向通道风机或侧通道风机。

Claims (15)

1.风机装置，特别是用于气体的侧通道风机装置，具有：

a)风机(1)，包括

b)风机壳(2)，

c)至少一个气体入口，形成在所述风机壳(2)中，

d)至少一个气体出口，形成在所述风机壳(2)中，所述气体出口与所述至少一个气体入口流体连通，以及

e)至少一个旋转驱动式风机轮(4)，布置在所述风机壳(2)中，用于将气体从所述至少一个气体入口输送至所述至少一个气体出口，以及

f)至少一个消音器装置(7；7a；7b；7c；7d；7e；7f；18)，所述至少一个消音器装置具有

g)至少一个气体引导部件(19；24；24d；24e)，用于引导气体，其中，所述至少一个气体引导部件(19；24；24d；24e)包括多个消音器口(22；25)，以及

h)至少一个消音器腔(21；28；28a；28b；28c；28d；28e；28f)，其中

i)所述至少一个消音器腔与所述消音器口(22；25)流体连通，以及

j)所述至少一个消音器腔至少部分侧向地布置在所述至少一个气体引导部件(19；24；24d；24e)之后。

2.根据前述权利要求中任一项所述的风机装置，其特征在于，所述至少一个消音器腔(21；28；28a；28b；28c；28d；28e；28f)由分隔壁(23；29；29c；29d；29e；29f)限定，所述分隔壁沿气体主流向彼此间隔地布置，并连接至所述气体引导部件(19；24；24d；24e)。

3.根据权利要求2所述的风机装置，其特征在于，所述分隔壁(29)以非均匀的距离彼此间隔。

4.根据前述权利要求中任一项所述的风机装置，其特征在于，至少一个附加消音器部件(35)侧向地布置在所述气体引导部件(24)之后，所述至少一个附加消音器部件(35)包括多个消音器口(25)。

5.根据权利要求4所述的风机装置，其特征在于，所述附加消音器部件(35)为附加消音器管。

6.根据前述权利要求中任一项所述的风机装置，其特征在于，所述消音器装置(7；7a；7b；7c；7d；7e；7f)连接至所述气体出口。

7.根据权利要求6所述的风机装置，其特征在于，所述消音器装置(7；7a；7b；7c；7d；7e；7f)包括消音器壳(26)，所述消音器壳(26)从外部限定所述消音器腔(28；28a；28b；28c；28d；28e；28f)，所述气体引导部件(24；24d；24e)还布置在所述气体引导部件中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的风机装置，其特征在于，所述气体引导部件(24；24d；24e)为气体引导管。

9.根据权利要求8所述的风机装置，其特征在于，所述消音器壳(26)为管状，其中，所述气体引导部件(24；24d；24e)与所述消音器壳(26)彼此同轴布置。

10.根据权利要求5或9所述的风机装置，其特征在于，所述气体引导部件(24)、所述附加消音器管(35)和所述消音器壳(26)彼此同轴布置。

11.根据权利要求8所述的风机装置，其特征在于，所述消音器壳(26)为管状，其中，所述气体引导部件(24)与所述消音器壳(26)彼此非同轴布置。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的风机装置，其特征在于，所述气体引导管(24d；24e)沿其纵向延伸改变其截面。

13.根据权利要求12所述的风机装置，其特征在于，所述气体引导管(24e)具有壁，所述壁沿所述气体引导管(24e)的纵向延伸为波状。

14.根据权利要求12所述的风机装置，其特征在于，所述气体引导管(24d)持续地改变其口宽度。

15.根据前述权利要求中任一项所述的风机装置，其特征在于，至少一个气体引导部件(19)布置在所述风机壳(2)中，所述至少一个气体引导部件(19)在所述气体入口与所述气体出口之间至少部分地限定气流通道(20)。

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